长征十六号甲运载火箭

长征十六号甲（CZ-16A）是一款重型运载火箭，为CZ-16 长征十六号的改进型号。CZ-16A 沿袭了 CZ-16 系列的一级垂直回收设计，主要改进集中在二级：燃料箱加长 6 m，容积相应增大，发动机数量由 2 台增至 3 台，显著提升了地月转移轨道（TLI）的运载能力。火箭采用两级串联构型，一级和二级燃料箱直径均为 7.5 m，发射嫦娥-吴刚组合体时全箭高度 125.4 m。一二级均使用 YF-215X 全流量补燃循环液氧甲烷发动机，其中二级使用真空优化型 YF-215X Vac。一级与 CZ-16 完全通用，两者共享相同的发动机、储箱、回收系统和航电架构。

总体设计

CZ-16A 采用两级串联布局。一级和二级燃料箱直径均为 7.5 m，其中二级燃料箱较 CZ-16 加长 6 m，以容纳推进 TLI 所需的额外推进剂。全箭以液氧甲烷为统一推进剂。甲烷燃料燃烧清洁、不易积碳，有利于发动机在多次复用中保持性能稳定，也便于未来在轨推进剂长期储存。一级与 CZ-16 完全通用——两者可以互换使用同一枚一级箭体，仅二级根据任务需求选择 2 台（CZ-16）或 3 台（CZ-16A）发动机的构型。

动力布局

一级安装 15 台 YF-215X 全流量补燃循环液氧甲烷发动机，单台海平面推力 2,920.6 kN，起飞总推力 43,809 kN。15 台发动机以中央 3 台 + 外围 12 台的方式布置：中央 3 台通过万向节自由摆动，推力矢量控制（TVC）范围为 ±15°，提供全箭的主姿态控制能力；外围 12 台固定安装，矢量范围 ±3°，提供辅助控制。二级安装 3 台 YF-215X Vac——YF-215X 的真空优化型号，单台真空推力 2,800 kN，二级总推力 8,400 kN，负责完成入轨和 TLI 注入。

推进剂体系

一级主储箱容积约 2,392,274 L；二级主储箱容积约 1,104,466 L，采用气球型低温储箱以实现 100% 容积利用率。全箭使用液氧甲烷（液态甲烷 + 液态氧）统一推进剂方案。

一级储箱中央贯穿一根直径 2.5 m 的加粗燃料导管，自储箱顶部延伸至发动机舱。该导管在储箱内部起到防晃隔板的作用——回收谱段中箭体经历大幅度姿态变化和轴向减速过载，常规储箱内的推进剂晃动可能导致燃料供应中断。中央导管的粗直径使其内部始终保持充足的液柱高度，确保发动机在返场、再入制动和着陆点火阶段均能获得稳定的燃料供应，无需另行设置独立的回收专用储箱。

整流罩

CZ-16A 采用展开式整流罩，由 4 片花瓣面板组成。TLI 注入完成后，整流罩解锁展开并锁定于开放位置，而非传统抛离。此设计避免了抛离碎片与有效载荷碰撞的风险，并使有效载荷（飞船和着陆器）可在整流罩展开后直接从桁架上取出。

一级

一级为可回收复用助推级，与 CZ-16 完全通用。箭体高 67.5 m，直径 7.5 m，干重 135 t，最大可装载 2,128 t 液氧甲烷燃料。15 台 YF-215X 发动机的单台海平面推力 2,920.6 kN，比冲 330 s（海平面）/ 351 s（真空）。起飞推重比 1.33。YF-215X 全系列发动机均具备飞行中多次点火能力，无需额外的重复点火部件。

储箱中央的 2.5 m 直径燃料导管贯穿全箱高度，在回收谱段的轴向减速过载下始终保持稳定液柱，确保发动机燃料供应不因储箱内推进剂大幅晃动而中断。

二级

二级是 CZ-16A 区别于 CZ-16 的核心区段：燃料箱较 CZ-16 加长 6 m，箭体高 30.1 m（不含整流罩），容积相应增大，发动机由 CZ-16 的 2 台增至 3 台。采用与一级相同的 7.5 m 直径燃料箱，配备 3 台 YF-215X Vac 真空优化型发动机。YF-215X 全系列发动机均具备飞行中多次点火能力——二级可在入轨后待机滑行，然后在适当时机重新启动注入目标轨道。

3 台 YF-215X Vac 的配置使 CZ-16A 的 TLI 运载能力显著优于 CZ-16，能够将嫦娥飞船与吴刚着陆器的组合体送入地月转移轨道。

发射逃逸系统

发射逃逸系统随有效载荷搭载，安装于飞船返回舱顶部，总质量 6 吨，由分离发动机和主逃逸发动机两部分组成。分离发动机仅用于正常飞行中将逃逸塔从火箭上分离抛弃；主逃逸发动机用于紧急逃逸——若发射段二级发动机点火前出现异常，主逃逸发动机可随时点火将返回舱从故障火箭上拖离。

逃逸塔的分离时机为二级发动机建立稳定推力之后。此时火箭已飞离大气稠密段且二级工作正常，不再需要逃逸保护。

一级回收系统

CZ-16A 一级继承了 CZ-16 的完整垂直回收能力，回收模式分为返场回收（RTLS）和航区回收两种，根据任务对运载能力的需求灵活选择。

返场回收（RTLS）

返场回收模式下，一级分离后返回发射场附近的陆地回收区。流程如下：

1. 分离与调头：一二级分离后，一级立即启动 RCS 进行姿态翻转，5 秒后中央 3 台 YF-215X 重新点火辅助调头，缩短转向时间。
2. 返场点火：姿态稳定后，外围 6 台 YF-215X 同步点火，与中央 3 台合计 9 台发动机执行返场点火（Boostback Burn），将一级的飞行方向从远离发射场翻转为返回发射场。全程节流控制，确保过载不超过 10G。
3. 再入制动：一级再次进入大气层前，同样的 9 台 YF-215X 执行再入制动点火（Entry Burn），将速度降低至栅格翼和箭体结构可承受的范围，同样控制过载 ≤10G。
4. 气动滑行：再入点火完成后，一级以栅格翼进行气动减速和升力飞行。通过攻角控制，一级可将弹道落点从远离回收区的自然弹道点逐步引导至回收场。
5. 着陆点火：接近地面时执行着陆减速（见下方着陆点火章节）。

航区回收

当任务对运载能力要求较高、返场回收的推进剂预算不足时，采用航区回收模式。一级不在分离后翻转返回，而是沿发射方向继续飞行，在海上回收驳船降落：

1. 分离与姿态调整：一二级分离后，一级使用 RCS 逐步调整姿态，根据回收驳船的实时位置进行落点修正，省略返场点火。
2. 再入制动：与返场回收相同，中央 3 台 + 外围 6 台 YF-215X 执行再入制动，过载 ≤10G。
3. 海上着陆：气动减速后，中央 3 台 YF-215X 执行着陆点火，在回收驳船上垂直软着陆。

栅格翼

一级安装 4 片钛合金栅格翼，每片质量 960 kg（含制动器）。与常见的 90° 等间隔布局不同，CZ-16A/CZ-16 的栅格翼采用120°-60°-120°-60°的非对称间隔布置。此布局允许一级在气动滑行段以更大攻角飞行，从而产生更大的升力，提升横向机动能力和减速效率，有效降低了对反推推进剂的消耗。

落点安全设计

再入制动点火完成后，一级的弹道自然落点被设计在距离回收设施（陆地回收场或海上驳船）至少 3 km以外的位置。这是一项主动安全措施：在再入点火后的气动滑行段，一级借助栅格翼产生的升力逐步将实际落点从自然弹道点修正至回收区。若在此过程中 RCS 姿态控制失效或发动机点火异常，箭体将无害地坠落在远离回收设施的预定安全区内，而不会危及地面人员或设备。

着陆点火

无论返场回收还是航区回收，最后的着陆点火策略一致：中央 3 台 YF-215X 重新点火执行减速。建立推力后，关闭其中 1 台发动机，仅保留 2 台工作至着陆完成。此设计提供发动机失效冗余——若 3 台中任意 1 台在着陆段出现故障，其余 2 台仍可完成安全着陆。4 条展开式着陆腿（每条约 0.55 吨）在着陆前展开，吸收最终着陆冲击。

飞行剖面

发射段

在轨段

一级回收段（返场回收）

技术参数

参见

• CZ-16 长征十六号 — 基础型号，一级与 CZ-16A 通用
• 嫦娥载人飞船 — CZ-16A 搭载的月球载人飞船
• 吴刚月面着陆器 — CZ-16A 搭载的月面着陆器